Лекторы
Профессор, д.ф-м.н. Знаменская Ирина Александровна.
Профессор, д.ф-м.н. Сысоев Николай Николаевич.
|
Код курса: |
Аннотация курса В последние годы идет интенсивное развитие технологий импульсного высокоэнергетического воздействия на вещество; одновременно развиваются методы исследования импульсных быстропротекающих процессов. Экстремальные состояния вещества реализуются при воздействии высокоэнергетичных потоков на вещество. Импульсные процессы, как правило, сопровождаются генерацией ударных волн. В лекционном курсе содержатся базовые сведения о взаимодействии со средой сильноточных электронных пучков, лазерных импульсов, сильных ударных волн, сильноточных разрядов, высокоинтенсивных струй, об импактном воздействии и др. Рассматриваются модели описания экстремальных состояний вещества. |
|
|
Статус: |
обязательный |
|
|
Аудитория: |
специальный |
|
|
Специализация: |
физика |
|
|
Семестр: |
1 |
|
|
Трудоёмкость: |
2 з.е. |
|
|
Лекций: |
34 часа |
|
|
Семинаров: |
- |
|
|
Практ. занятий: |
2 часа |
|
|
Отчётность: |
зачет |
|
|
Начальные |
М-ПК-1, М-ПК-2 |
|
|
Приобретаемые |
М-ПК-3, М-ПК-7 |
|
Приобретаемые знания и умения |
В результате освоения дисциплины обучающийся должен получить представление об основных методах импульсного высокоэнергетичного воздействия на среды, о механизме таких воздействий, моделях описания импульсного высокоэнергетичного воздействия на газовые, жидкие, твердые, пузырьковые, плазменные среды. Обучающийся должен получить представление об экстремальных состояниях вещества, реализуемых при таких воздействиях. |
|
Образовательные технологии |
Лекции читаются с использованием современных мультимедийных возможностей и проекционного оборудования. Курс имеет электронную версию для презентации. |
|
Логическая и содержательно-методическая взаимосвязь с другими частями ООП |
Курс логически о содержательно-методически связан с курсами: “Механика сплошных сред", “Физическая газодинамика”, “Физика горения и взрыва”. |
|
Дисциплины и практики, для которых освоение данного курса необходимо как предшествующего |
Научно-исследовательская практика, научно-исследовательская работа, курсовая работа, дипломная работа, аспирантура по специальности “Химическая физика, горение и взрыв, физика экстремального состояния вещества”. |
|
Основные учебные пособия, обеспечивающие курс |
Физика горения и взрыва: Учебное пособие: В 3 частях. Сысоев Н.Н., Селиванов В.В., Хахалин А.В. 2016 г. Издательство Московского университета Москва, ISBN 978-5-19-011036-4, 224 с. Ультраструйная технология получения микросуспензий. МВТУ им. Баумана. 2011. 352с. Балашов О.Е., Сысоев Н.Н. и др. |
|
Основные учебно-методические работы, обеспечивающие курс |
Специальный практикум по молекулярной физике. Под. ред. Н.Н. Сысоева и А.И. Осипова. КНУ. 2007. |
|
Основные научные статьи, обеспечивающие курс |
Медицинские профессии водяной струи Розанов В.В., Матвейчук И.В., Быков В.А., Сысоев Н.Н. Наука в России, № 5, с. 20-26, 2013. Знаменская И. А., Мурсенкова И. В., Сысоев Н. Н. Экспериментальные исследования ударно-волновых процессов при импульсной ионизации поверхности канала в ударной трубе // Инженерно-физический журнал. — 2011. — Т. 84, № 1. — С. 32–37. Numerical and experimental study of shock waves emanating from an open-ended rectangular tube / E. Y. Koroteeva, I. A. Znamenskaya, F. N. Glazyrin, N. N. Sysoev // Shock Waves. — 2016. — Vol. 26, no. 3. — P. 269–277. |
|
Программное обеспечение и ресурсы в ин тернете |
|
|
Контроль успеваемости |
Промежуточная аттестация проводится на 7 неделе в форме контрольной с оценкой. Критерии формирования оценки – уровень знаний пройденной части курса. Текущая аттестация проводится еженедельно. Критерии формирования оценки – посещаемость занятий, активность студентов на лекциях. |
|
Фонды оценочных средств |
Контрольные вопросы для текущей аттестации на семинарах; вопросы и задачи для контрольных работ и коллоквиумов; вопросов к зачётам и экзаменам; темы докладов и рефератов. |
Структура и содержание дисциплины
|
Раздел |
Неделя |
|
1. Понятие об импульсных процессах в физике и механике. Характерные времена импульсных и быстропротекающих процессов. Статические и динамические методы генерации экстремальных состояний вещества. |
1 |
|
2. Понятие об экстремальных состояниях вещества. Примеры реализации экстремальных состояний в природе, технологиях и в лабораторных условиях. Общие тенденции изменения состояния вещества с увеличением давления и температуры. Методы получения высоких температур и давлений. |
2-3 |
|
3. Способы получения наночастиц физическими методами на основе импульсных процессов и при создании экстремальных состояний вещества. Изменение фундаментальных свойств традиционных материалов в нанодисперсном состоянии. Физические методы синтеза нанопорошков. |
|
|
4. Лазерные способы испарения твердой фазы; достоинства и ограничения метода. 3 основных физических механизма поглощение лазерного излучения средой. Режимы воздействия лазерного излучения на твердые непрозрачные тела (металлы, полупроводники, диэлектрики) Связь воздействия лазерного излучения с длительностью импульса и длиной волны. |
4-5 |
|
5. Динамика разлета плазмы и газа после лазерного импульса. Задача Римана о распаде произвольного разрыва при импульсном локальном энерговыделении в различных средах. Лазерная абляция и образование кратера. Светодетонация. |
6 |
|
6. Обжатие мишени. Сверхвысокое сжатие и нагрев термоядерных мишеней с помощью мощных лазерных импульсов. Критерий Лоусона. Гидродинамические неустойчивости , возникающие при сжатии мишеней. |
7 |
|
7. Сильные ударные и взрывные волны. Сжатие адиабатическое и ударное. Ударные адиабаты металлов. Развитие неустойчивости Рихтмайера-Мешкова на границе металлов. |
8 |
|
8. Сильноточные пучки заряженных частиц. Релятивистские электронные пучки. Инерциальный УТС. Преимущества и недостатки в сравнении с лазерным обжатием мишени. Основные характеристики пучков частиц: флюенс, поток, мощность флюенса и плотность потока, плотность энергии. |
9 |
|
9. Модифицирование материалов высокоэнергетическими пучками. Энергия, передаваемая электронами среде. Воздействие РЭП на различные виды материи. Уравнение состояния Ми — Грюнайзена для моделирования ударного сжатия твёрдого тела |
10 |
|
10. Импактное воздействие на твердые тела. Условия формирования откола. Проблема космического мусора. Лабораторная реализация импактного воздействия. Рельсотрон. |
11 |
|
11. Проблемы кавитации. Кавитация гидродинамическая и акустическая. Пределы сжатия паров пузырьковой среды. Явление сонолюминесце́нции. |
12 |
|
12. Высокотехнологичные методы резки твердого вещества. Лазерная, плазменная, гидроабразивная, криогенная резка: физические основы и механизмы взаимодействия с твердым веществом. Ультраструйная технология получения микросуспензий. |
13-14 |
|
13. Реализация экстремальных состояний вещества на основе сильноточных разрядов. Искровой, дуговой, СВЧ, скользящий разряды. Электрический взрыв проводников. Пинчи. Принцип реализации, особенности взаимодействия со средой, основные параметры плазмы, применение. |
15 |
